网络技术全民普及和飞速发展的今天,网络中数据安全问题更是层出不穷,这对数据库安全是前所未有的挑战。网络化发展趋势即将进入云计算时代,网络中的数据安全成为关注焦点,尤其是军事信息网络、电子政务网络、工业控制网络、教育网络、医疗网络等涉及国家安全和国计民生的数据安全尤为重要。我国对数据安全研究较早,但是对数据库安全的研究起步相对较晚,尤其是国外长期对我国实行基础元器件、核心软件、协议标准等关键技术的技术封锁,使得国内对数据库安全技术的研发力度不能完全满足应用需求。本文正是针对上述部分问题,以实现数据在开放式网络中网络密文化和密文同态运算为设计目标,设计一款实用化的数据库密码系统,主要研究内容为:(1)研究数据库安全的基本特性,分析国内外数据库安全技术的研究现状,认识数据库安全对网络空间安全的重要意义;(2)研究密码算法对数据库安全的重要意义,重点对同态加密算法进行深入研究,在全通态加密算法不能满足实用化需求时,本文提出通过不同特性的实用化同态加密方案进行组合,设计一种满足全同态运算的密码应用组合方案;(3)研究将全同态运算的密码应用组合方案设计为洋葱式加密模型,应用于数据库加密系统的设计,同时对数据库加密粒度、加密层次、安全机制、密钥管理进行设计,针对实用化的需求实现数据库网络密文化和密文同态运算的设计目标;(4)通过对数据库外层加密的洋葱式加密系统的原型实现,并在通用数据库上对该数据库加密系统的加密效率、附加开销等指标进行测试分析,验证本设计思想的应用前景。